ออแกนทุกชนิดมีพื้นฐานมาจากหลักการเพิ่มระดับเสียง หรือการสังเคราะห์ของ Fourier คลื่นไซน์หลายระดับถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างรูปคลื่นที่ซับซ้อนขึ้น จากการที่ Hammond organ ได้สร้างขึ้นในปี 1935 นั้นทำให้สร้างคลื่นไซน์ที่เกี่ยวกับระดับเสียงและก่อให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับทุกๆ ฮาร์โมนิกส์ ที่มีโทนวีล (Tonewheel) ต่างกัน ในออแกนอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ส่วนมากเครื่องสร้างสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์มีไว้เพื่อสร้างคลื่นไซน์ ออแกนที่เรียบง่ายที่สุดคือตัวกรองรูปแบบคลื่น (Formant) ที่เปลี่ยนระดับเสียงของเครื่องสร้างสัญญาณอัตโนมัติและการมอดูเรตเพื่อจำกัดการสั่นที่ไม่ซับซ้อน

ซินธิไซเซอร์อนาล็อกส่วนมากสร้างเสียงจากการสังเคราะห์แบบหักล้างเสียง ในวิธีนี้รูปคลื่นจะมีมากในระดับสูงๆ โดยมักจะเป็นรูปคลื่นแบบฟันเลื่อยหรือเป็นคลื่นพัลส์ ซึ่งถูกสร้างโดยเครื่องสร้างสัญญาณ สัญญาณที่สร้างขึ้นจะถูกส่งไปยังตัวกรองซึ่งหมายความว่าระดับเสียงสูงๆ จะถูกกรองออกไปสร้างเสียงที่เลียนแบบเครื่องดนตรีอาคูสติก เครื่องสร้างสภาพ ADSR จากการควบคุม VCA เป็นการใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมการขยายเสียง (Voltage control amplifier) เพื่อสร้างเสียงที่ดังขึ้น

วงจรไฟฟ้าอื่นๆ เช่น เครื่องสร้างรูปแบบคลื่น และ ริง มอดูเรเตอร์ สามารถเปลี่ยนเสียงที่ไม่มีฮาร์โมนิกส์หรือสร้างการลดระดับเสียง ซึ่งมักจะไม่พบในแหล่งกำเนิดเสียงธรรมชาติ การแบ่งส่วนความนิยมระหว่างซินธิไซเซอร์ดิจิตอลสมัยใหม่กับซินธิไซเซอร์ที่ใช้โปรแกรมสำเร็จรูปนั้น ซินธิไซเซอร์มอดูเรเตอร์ อนาล็อกยังคงได้รับความนิยมมากกว่า โดยจำนวนเครื่องมือที่สร้างมอดูเรเตอร์จะต่างจากการออกแบบวงจรของ Moog ในปี 1964 จนกระทั่งมีเทคโนโลยีใหม่ๆ มาแทนที่